Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng của PLC S7-200 và biến tần điều khiển thang máy 10 tầng.
ĐHKT Công nghiệp Thái Nguyên -1- Thuyết minh đồ án tốt nghiệp LỜI MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật, công nghiệp hóa hiện đại hóa ngày càng chiếm vị trí quan trọng trong đời sống xã hội. Tự động hóa cao song song với việc sử dụng một cách triệt để nguồn năng lượng, tăng năng suất lao động, nâng cao chất lượng sản phẩm, cải thiện môi trường làm việc, cải thiện nhu cầu sống của con người. Là một sinh viên nghành điện tự động hóa ngay từ khi còn ngồi trên ghế nhà trường mỗi sinh viên chúng ta đã được các thầy cô trang bị cho những tư duy, kiến thức cơ bản về tự động hóa điện năng và truyền động điện tự động. Trong kỳ thực tập tốt nghiệp vừa qua em đã có dịp tiếp xúc và tìm hiểu một số thiết bị hiện đại đang được ứng dụng trong nghành tự động hóa. Do đó trong giai đoạn làm đồ án tốt nghiệp, được sự đồng ý và giúp đỡ của cô giáo hướng dẫn. Em đã chọn đề tài: Ứng dụng của PLC S7-200 và biến tần điều khiển thang máy 10 tầng. Sau gần 2 tháng liên tục được sự hướng dẫn tận tình của cô giáo hướng dẫn, và các thầy trong bộ môn, và cùng với sự giúp đỡ của các bạn trong lớp, đến nay bản thiết kế của em đã hoàn thành. Qua đây em muốn gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong bộ môn đã tận tình giúp đỡ em để hoàn thành bản thiết kế này. Đồng thời em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô giáo Th.S Nguyễn Văn A người đã hướng dẫn tận tình em trong suốt thời gian qua. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Thiết kế GVHD: Nguyễn Văn A SVTH: Nguyễn Văn B ĐHKT Công nghiệp Thái Nguyên -2- Thuyết minh đồ án tốt nghiệp NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên sinh viên : Mã số sinh viên : Giáo viên hướng dẫn : ……………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ……………………………………………….… …………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………………………… Ngày tháng năm Giáo viên hướng dẫn GVHD: Nguyễn Văn A SVTH: Nguyễn Văn B ĐHKT Công nghiệp Thái Nguyên -3- Thuyết minh đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY GVHD: Nguyễn Văn A SVTH: Nguyễn Văn B ĐHKT Công nghiệp Thái Nguyên -4- Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THANG MÁY. 1.1.1. Khái niệm chung về Thang Máy. Thang máy là một thiết bị chuyên dùng để vận chuyển người, hàng hoá, vật liệu. v.v. theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 15 0 so với phương thẳng đứng theo một tuyến đã định sẵn. Nhiều quốc gia trên thế giới đã quy định, đối với các nhà cao 6 tầng trở lên đều phải được trang bị thang máy để đảm bảo cho người đi lại thuận tiện, tiết kiệm thời gian và tăng năng suất lao động. Giá thành của thang máy trang bị cho công trình so với tổng giá thành của công trình chiếm khoảng 6% đến 7% là hợp lý. Đối với những công trình đặc biệt như bệnh viện, nhà máy, khách sạn v.v. Tuy nhiên số tầng nhỏ hơn 6 nhưng do yêu cầu phục vụ vẫn phải được trang bị thang máy. Với các nhà nhiều tầng có chiều cao lớn thì việc trang bị thang máy là bắt buộc để phục vụ việc đi lại trong nhà. Nếu vấn đề vận chuyển người trong những toà nhà này không được giải quyết thì các dự án xây dựng các toà nhà cao tầng không thành hiện thực. Thang máy là một thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm ngặt, nó liên quan trực tiếp đến tài sản và tính mạng con người. Vì vậy, yêu cầu chung đối với thang máy khi thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng và sửa chữa là phải tuân thủ một cách nghiêm ngặt các yêu cầu về kỹ thuật an toàn được quy định trong các tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm. 1.1.2. Lịch sử phát triển Thang Máy. Cuối thế kỷ thứ 19, trên thế giới mới chỉ có một vài hãng thang máy ra đời như: OTIS; Schindler. Chiếc thang máy đầu tiên đã được chế tạo và đưa vào sử dụng của hãng OTIS (Mỹ) năm 1853. Đến năm 1874, hãng thang máy Schindler (Thụy Sĩ) cũng đã chế tạo thành công những thang máy khác. Lúc đầu bộ tời kéo chỉ có một tốc độ, cabin có kết cấu đơn giản, cửa tầng đứng bằng tay, tốc độ di chuyển của cabin thấp. GVHD: Nguyễn Văn A SVTH: Nguyễn Văn B ĐHKT Công nghiệp Thái Nguyên -5- Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Đầu thế kỷ thứ 20, có nhiều hãng thang máy khác ra đời như KONE (Phần Lan), MISUBISHI, NIPON, ELEVATOR, . (Nhật Bản), THYSEN (Đức), SABIEM (Ý) . đã chế tạo các loại thang máy có tốc độ cao, tiện nghi trong cabin tốt hơn và êm hơn. Vào đầu những năm 1970, thang máy đã chế tạo đạt tới tốc độ 7.5m/s, những thang máy chở hàng đã có tải trọng tới 30 tấn đồng thời cũng trong khoảng thời gian này cũng có các thang máy thuỷ lực ra đời. Sau một khoảng thời gian rất ngắn với tiến bộ của các ngành khoa học khác, tốc độ thang máy đã đạt tới 10m/s. Vào những năm 1980, đã xuất hiện hệ thống điều khiển động cơ mới bằng phương pháp biến đổi điện áp và tần số VVVF (inverter). Thành tựu này cho phép thang máy hoạt động êm hơn, tiết kiệm được khoảng 40% công suất động cơ.Đồng thời, cũng vào những năm này đã xuất hiện thang máy dùng động cơ điện cảm ứng tuyến tính. Vào đầu những năm 1990, trên thế giới đã chế tạo những thang máy có tốc độ đạt tới 12.5 m/s và các thang máy có các tính năng kỹ thuật khác. Như đã trình bày ở trên, trước đây thang máy ở Việt Nam đều do Liên Xô cũ và một số nước Đông Âu cung cấp. Chúng được sử dụng để vận chuyển trong công nghiệp và chở người trong các nhà cao tầng. Tuy nhiên số lượng còn rất khiêm tốn. Trong những năm gần đây, do nhu cầu thang máy tăng mạnh, một số hãng thang máy đã ra đời nhằm cung cấp, lắp đặt thiết bị thang máy theo hai hướng là: + Nhập thiết bị toàn bộ của các hãng nước ngoài, thiết bị hoạt động tốt, tin cậy. Nhưng với giá thành rất cao. +Trong nước tự chế tạo phần điều khiển và một số phần cơ khí đơn giản khác. Các hệ thống thang máy truyền động bằng động cơ điện hiện đại phổ biến là dùng kỹ thuật vi xử lý kết hợp với điều khiển vô cấp tốc độ động cơ điện. 1.1.3. Phân loại Thang Máy. GVHD: Nguyễn Văn A SVTH: Nguyễn Văn B ĐHKT Công nghiệp Thái Nguyên -6- Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Thang máy hiện nay đã được thiết kế và chế tạo rất đa dạng, với nhiều kiểu, loại khác nhau để phù hợp với mục đích của từng công trình. Có thể phân loại thang máy theo các nguyên tắc và các đặc điểm sau: 1.1.3.1. Theo công dụng (TCVN 5744-1993) thang máy được phân thành 5 loại. a) Thang máy chuyên chở người. Loại này chuyên vận chuyển hành khách trong các khách sạn, công sở, nhà nghỉ, các khu chung cư, trường học, tháp truyền hình v.v . b) Thang máy chuyên chở người có tính đến hàng đi kèm. Loại này thường dùng cho các siêu thị, khu triển lãm v.v . c) Loại máy chuyên chở bệnh nhân. Loại này chuyên dùng cho các bệnh viện, các khu điều dưỡng, .Đặc điểm của nó là kích thước thông thuỷ cabin phải đủ lớn để chứa băng ca (cáng) hoặc giường của bệnh nhân, cùng với các bác sĩ, nhân viên và các dụng cụ cấp cứu đi kèm. Hiện nay trên thế giới đã sản xuất theo cùng tiêu chuẩn kích thước và tải trọng cho loại thang máy này. d) Thang máy chuyên chở hàng có người đi kèm. Loại thường dùng cho các nhà máy, công xưởng, kho, thang máy dùng cho nhân viên khách sạn v.v . chủ yếu để chở hàng nhưng có người đi kèm để phục vụ. e) Thang máy chuyên chở hàng không có người đi kèm. Loại chuyên dùng để chở vật liệu, thức ăn trong các khách sạn, nhà ăn tập thể v.v . Đặc điểm của loại này chỉ có điều khiển ngoài cabin (trước các cửa tầng). Còn các loại thang máy khác nêu ở trên vừa điều khiển trong cabin vừa điều khiển ngoài cabin. Ngoài ra còn có các loại thang máy chuyên dùng khác như: thang máy cứu hoả, chở ôtô v.v . 1.1.3.2. Theo hệ thống dẫn động cabin. a) Thang máy dẫn động điện. GVHD: Nguyễn Văn A SVTH: Nguyễn Văn B ĐHKT Công nghiệp Thái Nguyên -7- Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Loại này dẫn động cabin lên xuống nhờ động cơ điện truyền qua hộp giảm tốc tới puly ma sát hoặc tang cuốn cáp. Chính nhờ cabin được treo bằng cáp mà hành trình lên xuống của nó không bị hạn chế. Ngoài ra còn có loại thang máy dẫn động cabin lên xuống nhờ bánh răng thanh răng (Chuyên dùng để chở người phục vụ xây dựng các công trình cao tầng). b) Thang máy thuỷ lực (bằng xylanh - pittông). Đặc điểm của loại này là cabin được đẩy từ dưới lên nhờ xylanh - pittông thuỷ lực nên hành trình bị hạn chế. Hiện nay thang máy thuỷ lực với hành trình tối đa khoảng 18m, vì vậy không thể trang bị cho các công trình cao tầng, mặc dù kết cấu đơn giản, tiết diện giếng thang máy nhỏ hơn khi có cùng tải trọng so với dẫn động cáp, chuyển động êm, an toàn, giảm được chiều cao tổng thể của công trình khi có cùng số tầng phục vụ, vì buồng máy đặt ở tầng trệt. c) Thang máy nén khí. 1.1.3.3. Theo vị trí đặt bộ tời kéo. Đối với thang máy điện + Thang máy có bộ tời kéo đặt phía trên giếng thang. + Thang máy có bộ tời kéo đặt phía dưới giếng thang. + Đối với thang máy dẫn động cabin lên xuống bằng bánh răng thanh răng thì hệ tời dẫn động đặt ngay trên nóc. Đối với thang máy thuỷ lực: buồng máy đặt tại tầng trệt. 1.1.3.4. Theo hệ thống vận hành. a) Theo mức độ tự động. + Loại nửa tự động. + Loại tự động. b) Theo tổ hợp điều khiển. + Điều khiển đơn. + Điều khiển kép. + Điều khiển theo nhóm. c) Theo vị trí điều khiển. GVHD: Nguyễn Văn A SVTH: Nguyễn Văn B ĐHKT Công nghiệp Thái Nguyên -8- Thuyết minh đồ án tốt nghiệp + Điều khiển trong cabin . + Điều khiển ngoài cabin . + Điều khiển cả trong và ngoài cabin . 1.1.3.5. Theo các thông số cơ bản. a) Theo tốc độ di chuyển của cabin. + Loại tốc độ thấp: ν <1 m/s; + Loại tốc độ trung bình: ν <1 – 2,5 m/s; + Loại tốc độ cao: ν <2,5 - 4 m/s; + Loại tốc độ rất cao: ν >4 m/s; b) Theo khối lượng vận chuyển của cabin. + Loại nhỏ: Q < 500 kg; + Loại trung bình: Q = 500 – 1000 kg; + Loại lớn: Q = 1000 - 1600 kg; + Loại rất lớn: Q > 1600 kg; 1.1.3.6. Theo kết cấu các cụm cơ bản. a) Theo kết cấu của bộ tời kéo. + Bộ tời kéo có hộp giảm tốc: + Bộ tời kéo không có hộp giảm tốc: thường dùng cho các loại thang máy có tốc độ cao (ν >2,5 m/s); GVHD: Nguyễn Văn A SVTH: Nguyễn Văn B ĐHKT Công nghiệp Thái Nguyên -9- Thuyết minh đồ án tốt nghiệp + Bộ tời kéo sứ dụng động cơ một tốc độ, hai tốc độ, động cơ điều chỉnh vô cấp, động cơ cảm ứng tuyến tính (LIM – Linear Induction Motor); + Bộ tời kéo có puly ma sát: khi puly quay kéo theo cáp chuyển động là nhờ ma sát sinh ra giữa rãnh ma sát của puly và cáp. Loại này đều phải có đối trọng. b) Theo hệ thống cân bằng. + Có đối trọng; + Không có đối trọng; + Có cáp hoặc xích cân bằng dùng cho các thang máy có hành trình lớn; + Không có cáp hoặc xích cân bằng. c) Theo cách treo cabin và đối trọng. + Treo trực tiếp vào dầm trên của cabin; + Có palăng cáp (thông qua các puly trung gian) vào dầm trên của cabin; + Đẩy từ phía đáy cabin thông qua các puly trung gian. d) Theo hệ thống cửa cabin. + Phương pháp đóng mở cửa cabin: - Đóng mở bằng tay: Khi cabin dừng đúng tầng thì phải có người ở trong hoặc ngoài cửa mở và đóng cửa cabin và cửa tầng; - Đóng mở cửa tự động (bán tự động). Khi cabin dừng đúng tầng thì cửa cabin và cửa tầng tự động mở, khi đóng phải dùng tay hoặc ngược lại. Cả hai loại này đều dùng cho các thang máy chở hàng có người đi kèm, hoặc thang máy dùng cho nhà riêng. - Đóng mở tự động: Khi cabin dừng đúng tầng thì cửa cabin và cửa tầng tự động mở và đóng nhờ một cơ cấu đặt ở đầu cabin. Thời gian và tốc độ đóng mở có thể điều chỉnh được. + Theo kết cấu của cửa: - Cánh cửa dạng cửa xếp lùa về một phía hoặc hai phía; - Cánh cửa dạng tấm (panen) đóng, mở bản lề một cánh hoặc hai cánh. Hai loại này thường dùng cho thang máy chở hàng có người đi kèm hoặc không có người đi kèm. Hoặc thang máy dùng cho nhà riêng. GVHD: Nguyễn Văn A SVTH: Nguyễn Văn B ĐHKT Công nghiệp Thái Nguyên -10- Thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Cánh cửa dạng tấm (panen), hai cánh mở chính ở giữa lùa về hai phía. Đối với thang máy có tải trọng lớn, cabin rộng, cửa cabin có bốn cánh mở chính ở giữa lùa về hai phía (mỗi bên hai cánh). Loại này thường dùng cho thang máy có đối trọng đặt ở phía sau cabin; - Cánh cửa dạng tấm (panen), hai hoặc ba cánh mở một bên, lùa về một phía. Loại này thường dùng cho thang máy có đối trọng đặt bên cạnh cabin (thang máy chở bệnh nhân); - Cánh cửa dạng tấm (panen), hai cánh mở chính giữa lùa về hai phía trên và dưới (thang máy chở thức ăn); - Cánh cửa dạng tấm (panen), hai hoặc ba cánh mở lùa về một phía trên. Loại này dùng cho thang máy chở ôtô và thang máy chở hàng. + Theo số cửa cabin: - Thang máy có một cửa; - Hai cửa đối xứng nhau; - Hai cửa vuông góc nhau. e) Theo bộ hãm bảo hiểm cabin. + Hãm tức thời, loại này dùng cho thang máy có tốc độ thấp đến 45 m/ph; + Hãm êm, loại này dùng cho thang máy có tốc độ lớn hơn 0.75 m/s, và thang máy chở bệnh nhân. 1.1.3.7. Theo vị trí của cabin và đối trọng giếng thang. a) Đối trọng bố trí phía sau. b) Đối trọng bố trí một bên. 1.1.3.8. Theo quỹ đạo di chuyển của cabin. a) Thang máy thẳng đứng. b) Thang máy nghiêng. c) Thang máy zigzag. 1.2. CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI THANG MÁY. 1.2.1. Yêu cầu an toàn trong điều khiển Thang Máy. GVHD: Nguyễn Văn A SVTH: Nguyễn Văn B [...]... ng nh v ỏy thang Cỏc thit b ny s dng thang t ng v c lp vi cỏc thit b vn hnh khỏc khi bung thang i lờn ti nh hoc ỏy - dng thang trong nhng trng hp c bit, ngi ta b trớ cỏc nỳt n hóm khn cp trong bung thang - dng thang trong nhng trng hp khn cp v bung thang khụng b va p mnh ngi ta cũn s dng cỏc b m s dng lũ xo hay du t ỏy thang - Vic úng m ca thang hay ca tng ch c thc hin ti tng ni bung thang dng v... 2 380 ữ 500(V) + 10% 1.5 CC H IU KHIN THANG MY - m bo thang mỏy vn hnh an ton v t nhng ch tiờu cụng ngh a ra m bo tin cy, t trc ti nay trong cỏc h thng iu khin thang mỏy ngi ta dựng cỏc h nh sau: 1.5.1 H thng s dng Thang Mỏy, s dng cỏc phn t cú tip im - Xột s iu khin thang mỏy 10 tng õy l h thng iu khin thang mỏy s dng cho cỏc thang mỏy tc trung bỡnh tr lờn H truyn ng dựng cho thang mỏy ny l h... 0,5 1,5 10 ữ 15 1:4 1 1,5 25 ữ 35 1 : 30 2,0 2,0 10 ữ 15 1:00 2 2 5 ữ 10 Bung thang Dng Mc t cm bin dũng Hỡnh 1-3: Dng chớnh xỏc bung thang 1.2.3 nh hng ca tc , gia tc v git i vi h truyn ng Thang Mỏy GVHD: Nguyn Vn A SVTH: Nguyn Vn B HKT Cụng nghip Thỏi Nguyờn -17- Thuyt minh ỏn tt nghip Mt trong nhng iu kin c bn i vi h truyn ng thang mỏy l phi m bo cho bung thang chuyn ng ờm Vic bung thang chuyn... N10 R3 T9 R6 R5 T4 R4 R3 R2 T1 R9 T6 T2 KH R1 R7 R1 NK10 N9 NK9 R2 RCT2 RCT1 R8 T3 R10 R9 T5 RCT3 RH R10 T7 R2 T10 T8 RCT2 KN N8 R8 CTK LBN6 RN NK8 N7 LK R7 NK7 N6 LBH6 RH R6 TDT10 L10 TDT9 L9 TDT8 L8 TDT7 L7 TDT6 L6 TDT5 L5 TDT4 L4 TDT3 L3 TDT2 L2 TDT1 L1 NK6 N5 R5 NK5 N4 R4 NK4 N3 R3 NK3 N2 R2 NK2 N1 R1 NK1 Hỡnh 2-3: H thng t ng iu khin thang mỏy 10 tng dựng rle cụng tỏc t GVHD: Nguyn Vn A SVTH: Nguyn... vic ca thang mỏy l: tc di chuyn v [m/s], gia tc a [m/s2] v git [m/s3] Tc di chuyn ca bung thang quyt nh nng sut ca thang mỏy, iu ny cú ý ngha rt quan trng, nht l i vi cỏc nh cao tng i vi cỏc nh chc tri, ti u nht l dựng thang mỏy cao tc (v = 3,5m/s), gim thi gian quỏ v tc di chuyn trung bỡnh ca bung thang t gn bng tc nh mc Nhng vic tng tc li dn n tng giỏ thnh ca thang mỏy Nu tng tc ca thang mỏy... truyn ng Thang Mỏy 1.4.6.1 Cỏc thụng s ca thang mỏy Tu thuc vo tớnh cht, chc nng ca thang may, cú th phõn thnh cỏc nhúm sau: * .Thang mỏy ch hng kốm theo hnh lý hoc chuyờn ch cỏc vt gia dng trong cỏc nh cao tng , cụng s , siờu th v trong cỏc trng hc * .Thang mỏy dựng trong bnh vin, dựng chuyờn ch bnh nhõn trờn bng ca cú nhõn viờn y t i kốm + Trng ti ca thang mỏy c thit k theo cỏc tr s nh mc sau: - Thang. .. ca hai quóng ng trt khi phanh bung thang y ti v phanh bung thang khụng ti theo cựng mt hng di chuyn Cỏc yu t nh hng n dng chớnh xỏc bung thang bao gm: mụmen c cu phanh, mụmen quỏn tớnh ca bung thang, tc khi bt u hóm v mt s yu t ph khỏc Quỏ trỡnh hóm bung thang xy ra nh sau: Khi bung thang i n gn sn tng, cụng tc chuyn i tng cp lnh cho h thng iu khin ng c dng bung thang Trong quóng thi gian t (thi gian... B HKT Cụng nghip Thỏi Nguyờn -33- Thuyt minh ỏn tt nghip 5 D1 ữ D10 l cỏc cụng tc im cui ca cỏc tng 6 RCT1 ữ RCT10 l cỏc rle chuyn tng 7 R1 ữ R10 l cỏc rle chuyn tng 8 CTT cụng tc t chuyn tng 9 N1 ữ N10 l cỏc nỳt n gi thang cỏc tng 10 NK1 ữ NK10 l cỏc nỳt n n tng trong Cabin 11 T1 ữ T10 l cỏc tip im thng kớn ca cỏc rle chuyn tng 12 CTK l cụng tc ốn trong Cabin 13 RN v RH l cun dõy ca cỏc rle nõng... ữ C10 v cụng tc ca Cabin Ck GVHD: Nguyn Vn A SVTH: Nguyn Vn B HKT Cụng nghip Thỏi Nguyờn -34- Thuyt minh ỏn tt nghip -220V A 0 RT RN KH RCT10 R10 RCT9 KN R9 1 2 C10 C9 C8 C7 RCT2 C6 DB R9 R8 RCT9 C5 C4 DK C3 DP2 C2 C1 DP1 CK D10 RCT10 R8 CTT RCT9 RCT8 D7 RCT7 D6 RCT6 D5 RCT5 D4 RCT4 D3 RCT3 D2 R7 D9 D8 RCT2 RCT8 RCT2 R7 RCT2 R6 RCT7 R6 RCT2 R5 RCT6 R5 RCT2 R4 RCT5 R4 RCT2 D1 R3 RCT4 RCT1 CTT N10 R3... chuyn ca bung thang tng, c cu ai GVHD: Nguyn Vn A SVTH: Nguyn Vn B HKT Cụng nghip Thỏi Nguyờn -12- Thuyt minh ỏn tt nghip truyn 3 s lm cho thang 4 quay v kỡm 5 s ộp cht bung thang vo thanh dn hng v hn ch tc ca bung thang b B hn ch tc kiu vũng cỏp kớn B hn ch tc c t nh thang v c iu khin bi mt vũng cỏp kớn truyn t bung thang qua puli ca b iu tc vũng xung di mt puli c nh ỏy ging thang Cỏp ny chuyn